Hallo, ich möchte eine 350mA LED mit 1000mA gepulst betreiben. Die Pulsfrequenz ist 38kHz und kommt aus einem uC. Verwendet werden soll das zur Aussendung von Lichtpuls-Folgen, wie sie eine Fernseher-Fernbedienung ausgibt. Mit einem einfachen Vorwiderstand vor der LED funktioniert das auch bereits einwandfrei. Das Lichtsignal wird auch sauber dekodiert. Da ich mehrere dieser gepulsten LEDs einsetzen möchte, ist mir die Lösung mit den Vorwiderständen aber zu unsicher. Kennt jemand ein längsgeregeltes Konstantstromquellen IC, das mit 38kHz 1000mA möglichst präzise an- und ausschalten kann? Um sicher zu gehen, dass der Lichtstrom innerhalb der Pulse nicht schwankt und so vielleicht den Lichtempfänger stört, würde ich einen Linearregler anstelle von Buck oder Boost Reglern bevorzugen. Die höhere Verlustleistung ist dabei akzeptabel. Ich habe bereits einiges dazu gelesen z.B. die Verwendung eines LM317, der aber leider keinen Enable Eingang zum Pulsen hat: https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle Oder eine Lösung mit dem LM2941 die ich als Grafik angehängt habe (Ausschnitt aus dem PDF von http://www.avagotech.com/docs/AV02-0532EN) So wie ich das Datenblatt vom LM2941 verstehe ist die minimale Ausgangsspannung aber 5V. Wenn die LED jetzt nur 3,6-4V benötigt, ginge das nicht. Ein Trick - wenn es keine saubere Lösung gibt - wäre vielleicht noch 2 normale Dioden mit 2x 0,7V als Dummy-Verbraucher in Reihe zu der LED zu schalten und so die Mindestspannung auf 5V anzuheben. Weiß jemand vielleicht ein geeignetes IC? Möglichst so eine simple Lösung wie mit dem LM2941? Oder funktioniert der LM2941 vielleicht doch unter 5V?
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> ist mir die Lösung mit den Vorwiderständen aber zu unsicher.
Warum? Widerstände funktionieren äußerst zuverlässig.
Vergiss nicht die Regelzeit des OPs im LDO!! Auch der braucht einige Zeit, bis sein Ausgang sauber steht!
Stephan R. schrieb: > Da ich > mehrere dieser gepulsten LEDs einsetzen möchte, ist mir die Lösung mit > den Vorwiderständen aber zu unsicher. Kannst du diesen Teil mal erklären? Was ist an Widerständen unsicher? IR-Fernbedienungen aus der alten Zeit, die noch 9V-Batterien hatten (weil damalige CMOS-IC noch nicht bei 3V funktionierten), verwenden oft eine 2-Transistor- (aka U_be) Stromquelle wie sie im Artikel Konstantstromquelle unter Punkt 2. dargestellt ist. Zur Steuerung einfach das obere Ende von R2 an den µC legen. Der Grund, warum da eine Stromquelle statt des ebenfalls möglichen Widerstandes verbaut wurde, ist daß man so die sinkende Spannung über die Batterie-Lebensdauer ausgleichen kann. XL
Wird das ein monstermäßiger TV-B-Gone, mit dem man im Mediamarkt alle Fernseher auf einer ganzen Etage auf einmal ausknipsen kann? ;)
Stephan R. schrieb: > ich möchte eine 350mA LED mit 1000mA gepulst betreiben. Ich würde da statt einer Unterbrechung des Stroms eher die LED mit einem Transistor kurzschliessen. Falls die Stromquelle dann Einschwingvorgänge zeigt, würde ich zusätzlich einen Widerstand mit ca. 3,9 Ohm in Reihe schalten, der nicht mit kurzgeschlossen wird. Mit einer solchen Schaltung sollte fast jede beliebige Frequenz verarbeitet werden können. Gruss Harald
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stefanus schrieb: >> ...ist mir die Lösung mit den Vorwiderständen aber zu unsicher. > Warum? Widerstände funktionieren äußerst zuverlässig. Weil bei Erwärmung der LED deren Flussspannung absinkt steigt der Strom durch die LED. Man kann den Stromanstieg abmildern, indem man einen möglichst hohen Vorwiderstand verwendet. Das erfordert aber dann auch wieder eine hohe Versorgungsspannung um den gleichen Strom wie bei einem niedrigen Vorwiderstand zu gewährleisten. In dem höheren Widerstand tritt bei gleichem Strom natürlich mehr Verlustleistung auf. Ich habe die entsprechenden Kennlinien meiner LED mal angehängt. Ich bewege mich mit 1000mA soweit am oberen Maximum dessen, wass die LED gepulst verträgt, dass ich es nicht drauf ankommen lassen möchte durch Temperaturschwankungen deutlich mehr Strom hindurchzuleiten. Axel Schwenke schrieb: > IR-Fernbedienungen aus der alten Zeit, die noch 9V-Batterien hatten > (weil damalige CMOS-IC noch nicht bei 3V funktionierten), verwenden oft > eine 2-Transistor- (aka U_be) Stromquelle wie sie im Artikel > Konstantstromquelle unter Punkt 2. dargestellt ist. Zur Steuerung > einfach das obere Ende von R2 an den µC legen. Das ist eine interessante Alternative. Auch etwas toleranzbehaftet, aber definitiv eine Möglichkeit. Harald Wilhelms schrieb: > Ich würde da statt einer Unterbrechung des Stroms eher die LED > mit einem Transistor kurzschliessen. Falls die Stromquelle dann > Einschwingvorgänge zeigt, würde ich zusätzlich einen Widerstand > mit ca. 3,9 Ohm in Reihe schalten, der nicht mit kurzgeschlossen > wird. Mit einer solchen Schaltung sollte fast jede beliebige > Frequenz verarbeitet werden können. Auch eine pfiffige Idee. Ich habe noch zwei ICs gefunden: 1. Den MIC2941 der sehr ähnlich wie der LM2941 ist, aber eine Ausgangsspannung bis runter zu 1,2V hat: http://www.micrel.com/_PDF/mic2940.pdf Hannes schrieb: > Vergiss nicht die Regelzeit des OPs im LDO!! > Auch der braucht einige Zeit, bis sein Ausgang sauber steht! Vielleicht sind beide, der LM2941 und der MIC2941 als Konstantstromquelle auch einfach zu langsam schaltbar für 38kHz. 2. Den MIC4802, der 800mA pulsen kann und speziell für LEDs gedacht ist: http://www.led-treiber.de/html/ldo-treiber.html#MIC4802 Der hat allerdings einen automatischen sleep-mode, der bei meinen 38kHz Frequenz ausgetrickst werden müsste, da zum Aufwachen mindestens 60us high-Pegel anliegen muss. Danach sind 38kHz kein Problem für das IC.
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Mir scheint, du benutzt eine weiße LED. Macht da der Leuchtstoff die 38kHz wirklich mit, oder hast du in Wirklichkeit nur ein paar % Modulation, die du auch bei kleinerem Strom kriegen könntest? MfG Klaus
Klaus schrieb: > Mir scheint, du benutzt eine weiße LED. Macht da der Leuchtstoff die > 38kHz wirklich mit, oder hast du in Wirklichkeit nur ein paar % > Modulation, die du auch bei kleinerem Strom kriegen könntest? Die Sorge mit dem Nachleuchten hatte ich auch. Deshalb habe ich farbige und weiße LEDs mit einer Fotodiode am Oszi getestet und konnte erfreut feststellen, dass auch die weißen LEDs sehr rechteckige 38kHz Pulse erzeugen. Sogar deutlich rechteckiger als das, was meine TV-, Receiver- und die Universal-Fernbedienung an Licht abstrahlt. Und die Rechteckpulse gehen auch ganz auf 0V runter (Oszi im DC-Modus), so dass ich recht sicher bin, dass da nichts nachleuchtet.
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Hi, falls es sich mit der Leistung ausgeht: Es spricht nichts dagegen, ganz billige Transistorstromquellen zu verwenden, also solche: http://www.ferromel.de/tronic_6.htm Bild1 Statt von +12V kommt der Strom vom µC (Vorwiderstand nötig). Im Gegensatz zu einem LDO sollte man die 38kHz schon sauber hinbekommen. Je nach Basisstrom einen Buffer setzen. Du kannst damit auch eine Spannungsgesteuerte Stromquell bauen - die Spannung an D1 und D2 bestimmt den Strom. Damut könntest du den Strom nachregeln, wenn dir die Genauigkeit nicht reicht.
Es reicht EIN einziger Transistor, welcher als Konstantstromquelle (Emitterfolger) geschaltet wird. Aber eine 350mA/1W LED würde ich nicht mit 1A pulsen wollen, diese Power-LEDs vertragen das nicht wirklich gut. Im Prinzip so wie hier. http://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png Man braucht nur Q2 und R2, die LED wird an Stelle von R1 angeschlossen, der Rest fällt weg. Damit moduliert man problemlos bis mehrere MHz. I = (Uein - 0,7V) / R2
> Weil bei Erwärmung der LED deren Flussspannung absinkt steigt der > Strom durch die LED. Na und? Dann lege die Schaltung halt so aus, dass der Strom auch bei warmen LED's nicht zu hoch wird. > In dem höheren Widerstand tritt bei gleichem Strom natürlich > mehr Verlustleistung auf Sicher. Deswegen würde ich eine Versorgungsspannugn wählen, die eine ausreichende Regelung ermöglicht, es dabei aber nicht übertreiben. 100V wäre z.B. unsinnig. Bei 6V Spannungsversorgung kannst Du einen 2,4 Ohm Widerstand verwenden. Daran fallen 2 bis 2,4 Volt ab, die Verlustleistung hält sich in Grenzen. Die Regelung ist für normale Anwendungsfälle ausreichend. Wenn man auf 5V runter geht, hat man weniger Verluste, dafür steigt der Strom mit der Teperatur aber stärker an. Ich würde auf 6V gehen, falls möglich. Effizientere Regler sind auch viel Aufwändiger und alleine schon wegen der Anzahl der Bauteile logischerweise unzuverlässiger. > Ich habe die entsprechenden Kennlinien meiner LED mal angehängt. > Ich bewege mich mit 1000mA soweit am oberen Maximum dessen, wass > die LED gepulst verträgt. Die 1000mA sind indes nicht in Stein gemeißelt. Die LED wird nicht sofort kaputt gehen, wenn da 100mA mehr fließen. Anders herum wird ein Schuh draus: Ich würde LED's niemals mit ihrer maximalen Leistung betreiben, weil sie dann nicht lange halten wird. Die vom Hersteller angegebene Lebensdauer gilt stets für eine Leistung, die erheblich unter der maximalen Leistung liegt. Also wäre es eher angemessen, die Schaltung so auszulegen, dass der Strom in jedem Betriebszustand deutlich unter dem erlaubten Maximum liegt. Dazu genügt ein simpler Widerstand. Also nochmal neu durchrechnen: Widerstand für den Worst case: (6V - 3,6V) / 500mA = 4,8 Ohm Strom wenn die LED 4V hat: (6V - 4V) / 4,8 Ohm = 420mA Mit einem einfachen Widerstand regelst Du den Strom auf 420-500mA, je nach Spannung der Diode. Das ist deutlich unter den maximal erlaubten 1000mA und ich wäre damit zufrieden. Sollte mehr Licht gewünscht sein, würde ich eher zwei Dioden nehmen, als den Strom zu erhöhen.
Heisse Bauteile werden übrigens ganz automatisch besser gekühlt, als warme, da die Luft-Zirkulation mit der Temperatur zunimmt. Ein konstanter Strom ist nicht notwendig, um eine Selbstzerstörung der Schaltung zu verhindern - sofern mann genug Abstand zur oberen Leistungsgrenze einhält.
Klaus schrieb: > Macht da der Leuchtstoff die 38kHz wirklich mit ...? Die Abklingzeitkonstante für z.B. SrSi2O2N2:Eu2+ liegt bei 1.2µs und wäre bei 38kHz noch kein Problem. Mit anderen "Weiß"-machern kann das natürlich anders aussehen. Um sich das anzugucken, reicht eine Photodiode und z.B. ein Orange- oder Rotfilter.
Falk Brunner schrieb: > Es reicht EIN einziger Transistor, welcher als Konstantstromquelle > (Emitterfolger) geschaltet wird. Danke für den Tipp! Schon toll was bereits mit einem Transistor möglich ist. Ein kleiner Wermutstropfen ist, dass die Eingangsspannung ein paar Volt höher als die Steuerspannung sein muss. Da ist die 2-Transistor Lösung genügsamer, aber auch aufwändiger. stefanus schrieb: > Effizientere Regler sind auch viel Aufwändiger und alleine schon wegen > der Anzahl der Bauteile logischerweise unzuverlässiger. Nicht zu komplexe ICs mit geringer externer Komponentenzahl sind aber normalerweise auch recht stabil, weil sie vom Hersteller zu 100% geprüft werden können. > Anders herum wird ein Schuh draus: Ich würde LED's niemals mit ihrer > maximalen Leistung betreiben, weil sie dann nicht lange halten wird. Die > vom Hersteller angegebene Lebensdauer gilt stets für eine Leistung, die > erheblich unter der maximalen Leistung liegt. Grunsätzlich ist es technisch natürlich immer besser Bauteile nicht komplett auszureizen, um eine komfortable Sicherheitsreserve z.B. gegen Alterung zu haben. Aber je nach Anforderung muss es auch ökonomisch sinnvoll sein. Ich habe z.B. eine 11 Watt E27 LED-Lampe aus dem Schwedischen Möbelhaus für 7 Euro, die außen erstaunlich heiß wird. Ich habe vorhin 77°C am Gehäuse gemessen. Da war die Lampe ca. 10 Minuten in Betrieb. Die Junction der LED dürfte also so heiß sein, dass es beträchtlich die Lebensdauer verringert. Dennoch ist es ein Kompromiss aus dem relativ günstigen Preis für die Lampe und der eingeschränkten Lebensdauer durch die geringe Kühlung. Aber in ein paar Jahren gibt es wieder LEDs mit einem deutlich besseren Wirkungsgrad, die durch die Einsparung an Stromkosten den neuerlichen Anschaffungspreis rechtfertigen werden. Oder ich hätte dann einfach gerne mehr Licht zum gleichen Preis. Da wäre es meiner Meinung nach nicht sinnvoll ein vielfaches an Geld für eine langlebigere LED-Lampe auszugeben. Es kommt halt auf den Einzelfall an. Es wäre natürlich toll, wenn es für 2 Euro extra die gleiche Lampe mit dickem Kühlkörper und 10x Lebenserwartung gäbe. Wobei die Schwedenlampe angeblich schon 25tsd Stunden hält. Auf welche Resthelligkeit sich das bezieht ist aber mal wieder nicht angegeben. Zu der Kühlkörperproblematik fällt mir das Stichwort "geplante Obsoleszenz" ein. Insgesamt muss man die Anforderungen und die Alternativen kennen um zu beurteilen, was für den eigenen Anwendungsfall das Beste ist. Es gibt in meinem Fall als heißen Kandidaten noch den MIC4802, der bei Abnahme ab 10 Stück je 70ct kostet und den Strom genau regeln kann. Wenn der nicht diesen Wermutstropfen mit dem blöden Stromsparmodus hätte, wäre ich von dem IC noch mehr angetan. Ich habe mir aber mal Muster bestellt. Ich sehe das aber mittlerweile ähnlich wie du, dass ein einfacher Vorwiderstand vielleicht doch die beste weil einfachste Lösung ist. So habe ich das jetzt erstmal aufgebaut. Nervig ist halt die Abstimmerei mit den Vorwiderständen bei unterschiedlichen Lichtfarben und Leitungslängen und das etwas schwache Licht. Thomas W. schrieb: > Die Abklingzeitkonstante für z.B. SrSi2O2N2:Eu2+ liegt bei 1.2µs und > wäre bei 38kHz noch kein Problem. Mit anderen "Weiß"-machern kann das > natürlich anders aussehen. Um sich das anzugucken, reicht eine > Photodiode und z.B. ein Orange- oder Rotfilter. Interessant. Aber was macht man mit den Farbfiltern?
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